SiGe 中谷自旋量子比特的无磁梯度双轴控制

SiGe 量子点中的自旋是量子比特大有希望的候选者，但由于谷简并可能导致自旋退相干和弱自旋轨道耦合而也具有挑战性。在这项工作中，我们证明谷态可作为一种资产，使得在双量子点中形成的单态-三重态量子比特无需施加磁场梯度即可实现双轴控制。我们利用塞曼分裂三重态的磁场谱学测量了每个量子点中的谷谱。基态间的点间跃迁需要电子在谷之间翻转，这进而提供了两个量子点之间的 g 因子差 $\Delta g$。该 $\Delta g$ 充当有效磁场梯度，并允许以随外磁场线性增加的速率进行量子比特旋转。我们测量了多个点间跃迁，发现这种由谷引入的 $\Delta g$ 是普适的且可通过电学调谐。这有可能通过消除对难以设计的磁场梯度的需求，来简化 SiGe 平台上量子信息处理的扩展。